helix

Создайте спиральную или коническую спиральную антенну на плоскости земли

развернуть все на странице

Описание

Используйте helix объект для создания спиральной или конической спиральной антенны на круговой плоскости земли. Спиральная антенна является общим выбором в спутниковой связи.

Ширина полосы связана с диаметром эквивалентного цилиндра уравнением

w=2d=4r

где:

  • w - ширина полосы.

  • d - диаметр эквивалентного цилиндра.

  • r - радиус эквивалентного цилиндра.

Для заданного радиуса цилиндра используйте cylinder2strip Служебная функция для вычисления эквивалентной ширины. Спиральная антенна по умолчанию является оконечной. Круговая плоскость заземления находится на плоскости X-Y. Обычно спиральные антенны используются в осевом режиме. В этом режиме окружность спирали сопоставима с рабочей длиной волны, и спираль имеет максимальное направление вдоль своей оси. В режиме normal mode спирали невелик по сравнению с рабочей длиной волны. В этом режиме спираль излучает широкую сторону, то есть в плоскости, перпендикулярной ее оси. Основным уравнением для спирали является

x=rcos(θ)y=rsin(θ)z=Sθ

где

  • r - радиус спирали.

  • θ - угол обмотки.

  • S - интервал между поворотами.

Для заданного угла тангажа в степенях используйте helixpitch2spacing Служебная функция для вычисления интервала между поворотами в метрах.

Примечание

В массиве спиральных антенн круговая плоскость заземления спирали преобразуется в прямоугольную плоскость заземления.

Создание

Синтаксис

ant = helix
ant = helix(Name,Value)

Описание

ant = helix создает спиральную антенну, работающую в осевом режиме. Антенна по умолчанию работает около 2 ГГц.

пример

ant = helix(Name,Value) устанавливает свойства с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Для примера, ant = helix('Radius',28e-03) создает спираль с поворотами радиусом 28e-03 м.

Выходные аргументы

расширить все

Антенна на спирали, возвращенная как helix объект.

Свойства

расширить все

Радиус поворотов, заданный как положительное скалярное целое число в метрах или два вектора элемента с каждым модулем в метрах. В двухэлементном векторе первый элемент задает нижний радиус, а второй элемент задает верхний радиус конической спиральной антенны.

Пример: 'Radius',[28e-03 30e-03]

Пример: ant.Radius = [28e-03 30e-03]

Типы данных: double

Ширина полосы, заданная как скаляр в метрах.

Примечание

Ширина полосы должна быть меньше 'Radius'/ 5 и больше 'Radius'/250. [4]

Пример: 'Width',5

Пример: ant.Width = 5

Типы данных: double

Количество витков спирали, заданное как скаляр.

Пример: 'Turns',2

Пример: ant.Turns = 2

Типы данных: double

Интервал между поворотами, заданный как скаляр в метрах.

Пример: 'Spacing',1.5

Пример: ant.Spacing = 1.5

Типы данных: double

Направление поворотов на спирали (обмотки), заданное как 'CW' или 'CCW'.

Пример: 'WindingDirection', CW

Пример: ant.WindingDirection = CW

Типы данных: char | string

Радиус плоскости земли, заданный как скаляр в метрах. По умолчанию плоскость заземления находится на плоскости X-Y и симметрична относительно источника.

Пример: 'GroundPlaneRadius',2.05

Пример: ant.GroundPlaneRadius = 2.05

Типы данных: double

Высота шлейфа от земли, заданная как скаляр в метрах. B

Пример: 'FeedStubHeight',2.000e-03

Пример: ant.FeedStubHeight = 2.000e-03

Примечание

Значение по умолчанию выбрано, чтобы разрешить обратную совместимость.

Типы данных: double

Тип металла, используемого в качестве проводника, задается как объект металлического материала. Вы можете выбрать любой металл из MetalCatalog или укажите металл по вашему выбору. Для получения дополнительной информации см. metal. Для получения дополнительной информации о сетке металлического проводника см. Раздел «Сетка».

Пример: m = metal('Copper'); 'Conductor',m

Пример: m = metal('Copper'); ant.Conductor = m

Объединенные элементы, добавленные к подаче антенны, задаются как указатель на объект с комком. Можно добавить нагрузку в любое место на поверхности антенны. По умолчанию нагрузка находится в источнике. Для получения дополнительной информации см. lumpedElement.

Пример: 'Load',lumpedelement. lumpedelement - указатель на объект для нагрузки, созданной с помощью lumpedElement.

Пример: ant.Load = lumpedElement('Impedance',75)

Типы данных: double

Угол наклона антенны, заданный как скаляр или вектор с каждым модулем в степенях. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Вращение антенн и массивов».

Пример: 'Tilt',90

Пример: ant.Tilt = 90

Пример: 'Tilt',[90 90], 'TiltAxis',[0 1 0;0 1 1] наклоняет антенну в 90 степенях вокруг двух осей, заданных векторами.

Примечание

The wireStack Объект антенны принимает только метод точки, чтобы изменить его свойства.

Типы данных: double

Ось наклона антенны, заданная как:

  • Трехэлементный вектор Декартовых координат в метрах. В этом случае каждая координата в векторе начинается с источника и лежит вдоль заданных точек на осях X -, Y - и Z.

  • Две точки в пространстве, каждая из которых задана как трехэлементные векторы Декартовых координат. В этом случае антенна вращается вокруг линии, соединяющей две точки в пространстве.

  • Строковый вход, описывающий простые повороты вокруг одной из главных осей, 'X', 'Y' или 'Z'.

Для получения дополнительной информации см. Раздел «Вращение антенн и массивов».

Пример: 'TiltAxis',[0 1 0]

Пример: 'TiltAxis',[0 0 0;0 1 0]

Пример: ant.TiltAxis = 'Z'

Примечание

The wireStack Объект антенны принимает только метод точки, чтобы изменить его свойства.

Типы данных: double

Функции объекта

showОтобразите антенну или структуру массива; отобразить фигуру как заполненную закрашенную фигуру
infoОтображение информации об антенне или массиве
axialRatioКоэффициент эллиптичности антенны
beamwidthЛучевая ширина антенны
chargeРаспределение заряда на металлической или диэлектрической антенне или поверхности массива
currentРаспределение тока на металлической или диэлектрической антенне или поверхности массива
designПроектируйте антенну или массивы прототипа для резонанса на заданной частоте
efficiencyЭффективность излучения антенны
EHfieldsЭлектрическое и магнитное поля антенн; Встроенные электрическое и магнитное поля антенного элемента в массивах
impedanceВходное сопротивление антенны; импеданс скана массива
meshСетчатые свойства металлической или диэлектрической антенны или структуры массива
meshconfigИзмените сетчатый режим структуры антенны
optimizeОптимизируйте антенну или массив с помощью оптимизатора SADEA
patternДиаграмма направленности излучения и фаза антенны или массива; Встроенный шаблон антенного элемента в массиве
patternAzimuthАзимутальный шаблон антенны или массива
patternElevationШаблон повышения антенны или массива
returnLossОбратная потеря антенны; Скан возврата потеря массива
sparametersОбъект S-параметра
vswrКоэффициент стоячей волны антенны

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

Создайте и просмотрите спиральную антенну, которая имеет радиус поворота 28 мм, ширину полосы 1,2 мм и 4 поворота.

hx = helix('Radius',28e-3,'Width',1.2e-3,'Turns',4)
hx = 
  helix with properties:

               Radius: 0.0280
                Width: 0.0012
                Turns: 4
              Spacing: 0.0350
     WindingDirection: 'CCW'
       FeedStubHeight: 1.0000e-03
    GroundPlaneRadius: 0.0750
            Conductor: [1x1 metal]
                 Tilt: 0
             TiltAxis: [1 0 0]
                 Load: [1x1 lumpedElement]


show(hx)

Figure contains an axes. The axes with title helix antenna element contains 4 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Открыть Live Script

Постройте график диаграммы направленности спиральной антенны.

hx = helix('Radius',28e-3,'Width',1.2e-3,'Turns',4);
pattern(hx,1.8e9);

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 4 objects of type patch, surface.

Открыть Live Script

Вычислите интервал между спиралью с тангажом 12 степеней и радиусом от 20 мм до 22 мм с шагом 0,5 мм.

s = helixpitch2spacing(12,20e-3:0.5e-3:22e-3)
s = 1×5

    0.0267    0.0274    0.0280    0.0287    0.0294
Открыть Live Script

Постройте график диаграммы направленности спиральной антенны с прозрачностью, заданной как 0,5.

p = PatternPlotOptions
p = 
  PatternPlotOptions with properties:

      Transparency: 1
         SizeRatio: 0.9000
    MagnitudeScale: []
     AntennaOffset: [0 0 0]


p.Transparency = 0.5;
ant = helix;
pattern(ant,2e9,'patternOptions',p)

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 4 objects of type patch, surface.

Чтобы понять эффект прозрачности, выбрали Overlay Antenna на графике диаграммы направленности излучения.

Эта опция накладывает спиральную антенну на диаграмму направленности излучения.

Ссылки

[1] Balanis, C.A. Antenna Theory. Analysis and Design, 3rd Ed. New York: Wiley, 2005.

[2] Волакис, Джон. Antenna Engineering Handbook, 4th Ed. New York: Mcgraw-Hill, 2007.

[3] Zhang, Yan, Q. Ding, J. Chen, S. Lu, Z. Zhu и L. L. Cheng. 9-й Международный симпозиум по распространению антенны и теории EM (ISAPE). 2010, стр 193–196.

[4] Джорджевич, А.Р., Зайич, А.Г., Илик, М. М., Стубер, Г.Л. «Оптимизация спиральных антенн (Antenna Designer)» IEEE Antennas and Propagation Magazine. Декабрь 2006, стр. 107, стр. 115.

См. также

| | | | |

Темы

Введенный в R2015a

Документация по Antenna Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте